预应力锚索柱板墙现场动态测试研究

2012-02-28马兴峰李志勇董城

湖南交通科技 2012年2期

马兴峰，李志勇，董城

(1.衡桂高速公路建设开发有限公司，湖南衡阳421001;2.湖南省交通科学研究院，湖南长沙410015)

0 前言

柱板墙由于其对地基的承载力要求较低，对基底的宽度要求较小，在结合锚杆与锚索的作用时还能够达到一般挡墙难以达到的高度，因此，在山区地质地形条件复杂的公路建设中得到了广泛的应用［1-6］。随着交通量增大，车辆荷载的重型化，汽车载重量的加大，以及行驶速度的提高，使交通运输呈现出“大流量、重载和渠化交通”的特点。使得车辆运载能力快速提高的同时也相应地增加了作用在支挡结构上的压力。这样会使其服务能力显著降低。因此，必须正确认识和了解动荷载对支挡结构的影响。

目前，对于动荷载对路基与路面的破坏作用已有大量的实验进行了证明，而动荷载对支挡结构的影响则一直没有引起重视［3］。行驶在路面上的车辆对路面结构施加大小和位置都随机变化的动力荷载，并且该种荷载的变化还与路面表面状况(主要为不平整度)、车辆结构特性、悬架系统、车速、载重等因素密切相关。作用在支挡结构上的压力也必然会随着路面荷载的变化而发生变化。本着提高支挡结构使用性能的目的，以预应力锚索柱板墙为研究对象，进行试验研究。本次实验拟通过一定规模的现场监测来确定各种影响，为分析重型运动车辆对预应力锚索柱板墙的损伤破坏机理提供依据。

1 实验概况

试验采用动土压力盒进行测试，测试仪器采用DH5935动态应变仪进行动态数据的收集，并利用动土压力传感器直接测得应变值。试验车辆采用三轴10轮的“东风”重型普通货车(EQ1166G2)，后轴为双轮，外轮距2.05 m，内轮距1.60 m，前轴轮距1.90 m，后两轴轴距1.30 m，前轴与最近后轴轴距5.90 m。试验时，车辆载重采用空载、满载、超载情况下不同车速、不同车道进行试验。具体试验情况见表1，测试元件布置如图1。

表1 影响因素组合表

2 测试结果与分析

2.1 不同载重下动应变变化规律

为考虑不同载重下行车荷载对路基与挡墙的动力影响情况，在本次测试中将车辆行驶在超车道上进行试验，选取车速70 km/h满载时作为典型代表进行分析。其他车速下的测试结果类似。由于材料的阻尼以及测试仪器的灵敏度原因，深于2.0 m的原件测不到明显的波形，故仅将有明显波形的测试结果进行分析，具体试验结果见图2～图5。

图1 测试元件布置图(单位:m)

图2 不同载重下路面下0．5 m路基动应变时程曲线

图3 不同载重下路面下1．5 m路基动应变时程曲线

图4 不同载重预应力锚索柱板墙顶下0．25 m动应变时程曲线

图5 不同载重预应力锚索柱板墙顶下1．25 m动应变时程曲线

测试表明:①前轮通过时动应变峰值明显小于后轮通过时的动应变峰值;②载重越大，动应变峰值也越大。超载的动应变峰值最大，满载时的次之，空载的最小;③挡土墙上的动应变方向在墙顶处与其它位置是相反的。在墙顶处朝着减小的方向振动，在其他位置朝着增加的方向振动。说明在行车荷载的作用下，在墙顶处，墙面与填料之间存在脱离的趋势，而墙下一定范围内墙面与填料之间接触得更加紧密。